聚酰亞胺（PI）作為高性能聚合物之一，廣泛應(yīng)用于許多高科技領(lǐng)域，包括航空航天耐高溫材料、柔性顯示器、太陽(yáng)能電池以及微電子制造等方面。由于聚酰亞胺在大多數(shù)有機(jī)溶劑中溶解度低，只能溶于少數(shù)高沸點(diǎn)極性有機(jī)溶劑，導(dǎo)致傳統(tǒng)聚酰亞胺難以加工，限制了其應(yīng)用，因此，提高聚酰亞胺的可溶性對(duì)于實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺低成本化就顯得尤為重要。
自1961年杜邦公司申請(qǐng)世界上**個(gè)聚酰亞胺在材料應(yīng)用方面的專利，聚酰亞胺因其優(yōu)異耐熱性能、力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性能，在感光耐蝕膜、氣體分離膜、ＬＢ膜、電致發(fā)光聚酰亞胺、聚合物電解質(zhì)、電致變色聚酰亞胺、納米材料、聚合物存儲(chǔ)器、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、液晶取向劑、燃料電池質(zhì)子交換膜等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的芳香聚酰亞胺是含有聚酰亞胺環(huán)的高度剛性結(jié)構(gòu)，因此具有高耐熱性。
然而，聚酰亞胺不（難）可溶性限制了聚酰亞胺加工和應(yīng)用。傳統(tǒng)解決方法是采用兩步法，先形成高分子量的聚酰胺酸中間體，然后熱亞胺化或者化學(xué)亞胺化，但缺點(diǎn)是會(huì)有揮發(fā)性副產(chǎn)物生成，聚酰胺酸也因熱不穩(wěn)定性和易水解，不易存儲(chǔ)，只能存在于干冷環(huán)境。
為了解決這個(gè)問題，研究聚酰亞胺可溶性有顯得尤為重要，主要的研究思路是增加分子鏈柔順性，降低分子鏈相互作用，破壞結(jié)構(gòu)共軛，從而改善聚酰亞胺的溶解性，具體包括：引入醚鍵等柔性基團(tuán)；引入含氟取代基等大位阻基團(tuán)；引入苯側(cè)基等大體積側(cè)基；引入芴環(huán)等非共平面結(jié)構(gòu)；引入脂質(zhì)／脂環(huán)結(jié)構(gòu)等。
在分子結(jié)構(gòu)中引入脂質(zhì)／脂環(huán)結(jié)構(gòu)、苯等芳香基側(cè)基和氟原子等可以有效提高聚酰亞胺的溶解性能，在不嚴(yán)重?fù)p失其耐熱性能和耐化學(xué)性能的同時(shí)，賦予聚酰亞胺低介電常數(shù)和高透明性。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用多種途徑結(jié)合來改變聚酰亞胺的溶解性，例如單純的地將芳香側(cè)基引入聚酰亞胺，并不能有效改善其溶解性。如果將這時(shí)候芳香基團(tuán)通過柔性基團(tuán)，如-Ｏ-、-ＣＯＯ-，連接到聚酰亞胺上，則會(huì)使其溶解性大大提高，有時(shí)也可以在引入芳香結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在氨基鄰位引入叔丁基，或者在叔丁基和主鏈引入柔性醚鍵或亞甲基以改善溶解性。但低成本化還有很多路要走，需要我們探索新型二酐和二胺單體結(jié)合聚合物設(shè)計(jì)原理，進(jìn)一步研究開發(fā)具有足夠溶解度和可加工性的聚酰亞胺，并獲得在應(yīng)用領(lǐng)域中的**性能。